紫外可见分光光度法

紫外可见分光光度法第1页，课件共130页，创作于2023年2月UV-Vis是基于被测物质的分子对光（200~800nm）具有选择吸收的特性而建立的分析方法。射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光第2页，课件共130页，创作于2023年2月

UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外来辐射的吸收特性。UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区在160~780nm.UV-Vis主要用于物质的定量分析，但紫外光谱(UV)为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。

第3页，课件共130页，创作于2023年2月/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿可见光第4页，课件共130页，创作于2023年2月单色光、复合光、光的互补单色光复合光光的互补单一波长的光由不同波长的光组合而成的光若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。蓝黄紫红绿紫黄绿绿蓝橙红蓝绿第5页，课件共130页，创作于2023年2月物质对光的吸收物质的颜色与光的关系完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光第6页，课件共130页，创作于2023年2月1.过程：运动的分子外层电子--------吸收外来辐射------产生电子能级跃迁-----分子吸收光谱。2.能级组成：3-1基本原理一、分子吸收光谱的产生物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动；（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动；（3）分子本身绕其重心的转动。三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。第7页，课件共130页，创作于2023年2月分子的能量变化E为各种形式能量变化的总和：其中Ee最大：1-20eV;（紫外-可见）Ev次之：0.05-1eV;（红外）Er最小：0.05eV。（远红外）可见，电子能级间隔比振动能级和转动能级间隔大1~2个数量级，在发生电子能级跃迁时，伴有振-转能级的跃迁，形成所谓的带状光谱。ΔEe>ΔEv>ΔEr第8页，课件共130页，创作于2023年2月3.吸收光谱纯电子能态间跃迁S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子内电子跃迁带状光谱锐线光谱A第9页，课件共130页，创作于2023年2月

不同物质结构不同或者说其分子能级的能量(各种能级能量总和)或能量间隔各异，因此不同物质将选择性地吸收不同波长或能量的外来辐射，这是UV-Vis定性分析的基础。

第10页，课件共130页，创作于2023年2月物质对光的选择吸收物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。例：A物质B物质同理，得：1eV=1.610-19J.第11页，课件共130页，创作于2023年2月测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长（）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制吸光度随波长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱。(a)(b)(c)(d)220240260280

nm

A0000(a)联苯（己烷溶剂）；一些典型的紫外光谱(b)苯（己烷溶剂）；(c)苯蒸汽；(d)Na蒸汽。吸收光谱的获得电子-振动-转动光谱第12页，课件共130页，创作于2023年2月-胡罗卜素咖啡因阿斯匹林丙酮

几种有机化合物的分子吸收光谱图。据吸收曲线的特性(峰强度、位置及数目等)研究分子结构。分子吸收光谱上可以看到哪些特征呢？第13页，课件共130页，创作于2023年2月②吸收谷：吸收曲线上的谷称为吸收谷，所对应的波长称为最小吸收波长（λmin）。④末端吸收：在吸收曲线的200nm波长附近

①吸收峰：吸收曲线上的峰称为吸收峰，所对应的波长称为最大吸收波长（λmax）。③肩峰：吸收峰上的曲折处称为肩峰(shoulderpeak)，通常用λsh表示。第14页，课件共130页，创作于2023年2月吸收曲线的讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。ABA第15页，课件共130页，创作于2023年2月讨论：④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。AC增大第16页，课件共130页，创作于2023年2月有机分子能级跃迁跃迁类型有机分子包括:成键轨道、；反键轨道*、*非键轨道n

CHHOoooo==o=n二、分子吸收光谱跃迁类型第17页，课件共130页，创作于2023年2月分子基态的电子组态1、用原子轨道线性组合法产生出各个分子轨道；2、把电子加到每个分子轨道中去，在每个分子轨道中最多加进两个电子（Pauli原理），由此产生分子的电子组态；3、把电子对加到最低能量轨道中去（建造原理），从而产生最低能量的电子组态（基态电子组态）第18页，课件共130页，创作于2023年2月例：甲醛的分子轨道电子基态C=OHH：A原子轨道

π

B原子轨道

π*A原子轨道

σ

B原子轨道

σ*第19页，课件共130页，创作于2023年2月电子跃迁与电子激发态甲醛的电子基态′S2S1S0T2T1电子跃迁类型最低激发态和基态的电子组态最低激发态和基态的电子态电子多重态第20页，课件共130页，创作于2023年2月各轨道能级高低顺序：n**；可能的跃迁类型：-*；-*；-*；n-*；-*；n-*第21页，课件共130页，创作于2023年2月-*:C-H共价键,如CH4(125nm)C-C键,如C2H6(135nm)处于真空紫外区。-*和-*:尽管所需能量比上述-*跃迁能量小,但波长仍处于真空紫外区；n-*:含有孤对电子的分子,如H2O(167nm),CH3OH(184nm),CH3Cl(173nm),CH3I(258nm),(CH3)2S(229nm),(CH3)2O(184nm),CH3NH2(215nm),(CH3)3N(227nm),可见,大多数波长仍小于200nm，处于远紫外区。以上四种跃迁都与成键和反键轨道有关(-*，-*，-*和n-*),跃迁能量较高，这些跃迁所产生的吸收谱多位于真空紫外区，因而在此不加讨论。只有-*和n-*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。第22页，课件共130页，创作于2023年2月无机物分子能级跃迁（了解）

一些无机物也产生紫外-可见吸收光谱，其跃迁类型包括p-d跃迁或称电荷转移跃迁以及d-d,f-f跃迁或称配场跃迁。1.电荷转移跃迁

一些同时具有电子予体(配位体)和受体(金属离子)的无机分子，在吸收外来辐射时，电子从予体跃迁至受体所产生的光谱。max较大(104以上)，可用于定量分析。第23页，课件共130页，创作于2023年2月

2.配场跃迁

过渡元素的d或f轨道为简并轨道，当与配位体配合时，轨道简并解除，d或f轨道发生能级分裂，如果轨道未充满，则低能量轨道上的电子吸收外来能量时，将会跃迁到高能量的d或f轨道，从而产生吸收光谱。吸收系数max较小(102)，很少用于定量分析；多用于研究配合物结构及其键合理论。第24页，课件共130页，创作于2023年2月无配场八面体场四面体场平面四面形场

d轨道电子云分布及在配场下的分裂示意图第25页，课件共130页，创作于2023年2月小结饱和有机化合物无UV-Vis；电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切关系分子结构电子跃迁类型λmax和电子跃迁类型基团（结构鉴定）根据第26页，课件共130页，创作于2023年2月生色团（Chromogenesisgroup）：分子中含有非键或键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起n-*

和-*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。助色团（Auxochromousgroup）：含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。红移或蓝移（Redshiftorblueshift）：在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向（红移）或短波方向移动（蓝移）的现象。那么促使分子发生红移或蓝移的因素有哪些呢？三、常用术语第27页，课件共130页，创作于2023年2月四、吸收带

（一）吸收带

1．R带：由含杂原子的不饱和基团的n→π*跃迁产生C＝O；C＝N；—N＝N—E小，λmax250~400nm，εmax<100

2．K带：由共轭双键的π→π*跃迁产生(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—λmax

>200nm，εmax>104共轭体系增长，λmax红移，εmax增大sp

*s*RKE,BnpE第28页，课件共130页，创作于2023年2月3．B带：由π→π*跃迁产生芳香族化合物的主要特征吸收带λmax=256nm，宽带，具有精细结构；εmax=2004．E带：由苯环环形共轭系统的π→π*跃迁产生芳香族化合物的特征吸收带E1180nmεmax>104（常观察不到）E2200nmεmax=7000强吸收苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并一起红移（长移）第29页，课件共130页，创作于2023年2月

为什么同一种吸收带（不同化合物中的）形状、位置、强度不同呢？第30页，课件共130页，创作于2023年2月（二）影响吸收带的主要因素影响吸收带形状（位置）的因素有：

被测化合物的结构测定的状态测定的温度溶剂的极性。影响吸收带强度的因素有：

能级差因素：能级差小，跃迁几率大；

空间位置因素：处在相同的空间区域跃迁几率大。第31页，课件共130页，创作于2023年2月

内因：1.共轭效应的影响(1)电子共轭体系增大，max红移，

max增大165nm217nm

₃

₁

₂

第32页，课件共130页，创作于2023年2月（3）位阻效应

顺反异构造成的立体障碍顺式二苯乙烯λmax

208nm反式二苯乙烯λmax295.5nm（2）超共轭效应

两个发色团产生共轭，可使吸收带长移。若立体障碍妨碍他们处于同一平面上，就会影响共轭效应。烷基（-R）与共轭体系相连时，max红移，空间阻碍使共轭体系破坏，max蓝移，

max减小。

-重叠第33页，课件共130页，创作于2023年2月第34页，课件共130页，创作于2023年2月（4）跨环效应

有些β，γ不饱和酮中，虽然双键与酮基不产生共轭，但由于适当的立体排列，使羰基氧的孤对电子和双键的π电子发生作用，以致相当于nπ*的R带红移，吸收增强。

λmax=284nm当C=O的π轨道与一个杂原子的P轨道有效交盖时，也会出现跨环效应。λmax=238nm

第35页，课件共130页，创作于2023年2月2.取代基的影响

在光的作用下，有机化合物都有发生极化的趋向，即能转变为激发态。当共轭双键的两端有容易使电子流动的基团(给电子基或吸电子基)时，极化现象显著增加。（1）给电子基：带有未共用电子对的原子的基团，如-NH2,-OH等。未共用电子对的流动性很大，能够形成p-共轭，降低能量，max红移。给电子基的给电子能力顺序为：-N(C2H5)2>-N(CH3)2>-NH2>-OH>-OCH3>-NHCOCH3>-OCOCH3>-CH2CH2COOH>-H（2）吸电子基：易吸引电子而使电子容易流动的基团，如：-NO2,-CO,-CNH等。共轭体系中引入吸电子基团，也产生电子的永久性转移，max红移。电子流动性增加，吸收强度增加。

吸电子基的作用强度顺序是：-N+(CH3)3>-NO2>-SO3H>-COH>-COO->-COOH>-COOCH3>-Cl>-Br>-I（3）给电子基与吸电子基同时存在：产生分子内电荷转移吸收，max红移，

max增加。第36页，课件共130页，创作于2023年2月表3-5第37页，课件共130页，创作于2023年2月外因3.溶剂效应

溶剂极性的影响：

极性增大：n

π*跃迁产生的吸收峰短移

ππ*跃迁产生的吸收峰长移

例：溶剂极性对异丙叉丙酮的两种跃迁的影响

跃迁类型正己烷氯仿甲醇水迁移π

π*230nm238nm237nm243nm长移n

π*329nm315nm309nm305nm短移第38页，课件共130页，创作于2023年2月非极性溶剂中极性溶剂中非极性溶剂中极性溶剂中nπ*π*π溶剂极性对两种跃迁的影响△E非＜△E极△E非＞△E极nπ*跃迁ππ*跃迁第39页，课件共130页，创作于2023年2月例如苯胺在酸性环境形成阳离子,n电子消失，氨基的助色作用消失；苯酚在碱性环境形成阴离子,呈现n电子。4、体系pH的影响——氢键的影响λmax210.5nm，270nmλmax

236nm，287nmεmax62001450εmax94002600λmax

230nm，280nmλmax203nm，254nmεmax86001470εmax7500160第40页，课件共130页，创作于2023年2月3-2Lambert-Beer定律

I0=Ia+It+Ir

+

Is

因此，在样品测量时必须同时采用参比池扣除这些影响！一、几个术语I0IrIt第41页，课件共130页，创作于2023年2月TransmittanceTAbsorbanceA第42页，课件共130页，创作于2023年2月0.575光源单色器吸收池检测器显示I0It参比样品未考虑吸收池和溶剂对光子的作用注意比较吸光度的测量方式——相对测量法第43页，课件共130页，创作于2023年2月二、Lambert-Beer定律1.朗伯定律A=K1

b2.比耳定律A=K2

c3.朗伯-比耳定律如果同时考虑溶液的浓度和液层的厚度都变化，都影响物质对光的吸收，则上述两个定律可合并为此式为光吸收定律的数学表达式。第44页，课件共130页，创作于2023年2月推导

si是第i种吸光分子对指定频率光子的吸收截面；dni是第i种吸光分子的数目；m是能吸光的分子的种类数。

ni是总的吸光数目；V代表体积；NA是阿佛加得罗常数；ai是第i种吸光物质的吸收系数；b是液层厚度（即光程长度）；ci是浓度。

第45页，课件共130页，创作于2023年2月讨论：1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）入射光为单色光溶液是稀溶液2．该定律适用于固体、液体和气体样品（均匀介质）3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性应用：多组分测定第46页，课件共130页，创作于2023年2月吸光系数Absorptivityb吸光液层的厚度，光程，cmc吸光物质的浓度,g/L,mol/LK比例常数入射光波长物质的性质温度取值与浓度的单位相关c：mol/LK

摩尔吸光系数，L·mol–1·cm-1c：g/LK

a吸光系数，L·g–1·cm-1c：g/100mLK

比吸光系数相互关系第47页，课件共130页，创作于2023年2月例：氯霉素吸光系数的测定

称取该物质的纯品配制成100ml含2.00mg的水溶液，以蒸馏水为空白，在1cm厚的吸收池中于278nm处，测得百分透光率为24.3。（已知M＝323.15）注意：1.吸光系数的测定不能在高浓度的溶液中进行。2.必须应用物质的标准品（物质的纯品）进行测定。3.吸光系数是物质的特性常数，与溶液的浓度无关。则第48页，课件共130页，创作于2023年2月讨论：1）K=f（组分性质，温度，溶剂，λ）当组分性质、温度和溶剂一定，K=f（λ）2）不同物质在同一波长下K可能不同（选择性吸收）同一物质在不同波长下K一定不同3）K↑，物质对光吸收能力↑,定量测定方法灵敏度↑→定性、定量依据第49页，课件共130页，创作于2023年2月吸收定律与吸收光谱的关系AC吸光定律A或吸收光谱AC

max三维谱图第50页，课件共130页，创作于2023年2月吸光的加合性多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具有加合性，即对吸收定律偏离AC主要原因非单色光——光学因素

吸光质点的相互作用——化学因素第51页，课件共130页，创作于2023年2月三、偏离Beer定律的因素(一)化学因素Beer定律适用的一个前提：稀溶液浓度过高会使c与A关系偏离Beer定律随着溶液浓度的改变，溶液中的吸光物质可因浓度的改变而发生离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等的变化，使吸光物质的存在形式发生变化，影响物质对光的吸收能力，因而偏离Beer定律。质点间相互作用c吸收质点间隔变化第52页，课件共130页，创作于2023年2月例重铬酸钾的水溶液中存在下列平衡：

Cr2O72-

＋H2O=CrO42-

＋2H＋

若将溶液严格地稀释2倍，则溶液中Cr2O72－离子的浓度不是恰好减少为原来的一半，而是受稀释平衡向右移动的影响，Cr2O72－离子浓度的减少多于原来的一半，结果导致偏离Beer定律而产生误差。第53页，课件共130页，创作于2023年2月例：聚合引起的对吸光定律的偏离（亚甲蓝阳离子水溶液）2max=660nm二聚体：max=610nmACmax=660nm单体：A660nm610nm第54页，课件共130页，创作于2023年2月（二）光学因素

1．非单色光的影响：

Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定为了保证透过光对检测器的响应，必须保证一定的狭缝宽度这就使分离出来的光具一定的谱带宽度第55页，课件共130页，创作于2023年2月第56页，课件共130页，创作于2023年2月讨论：入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状

结论：选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑）选λmax作为测定波长（Δε↓，S↑且成线性）成线性关系A与c不成线性关系，偏离Beer定律A与c偏离线性关系越严重第57页，课件共130页，创作于2023年2月2．杂散光的影响：杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变化。3．反射光和散射光的影响：反射光和散射光均是入射光谱带宽度内的光直接对T产生影响散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除4．非平行光的影响：使光程↑，A↑，吸收光谱变形第58页，课件共130页，创作于2023年2月三、透光率的测量误差——ΔT影响测定结果的相对误差两个因素：T和ΔT

透光率标尺第59页，课件共130页，创作于2023年2月

由图可见：1）当ΔT一定，T较大和较小时，Δc/c均较大；2）T在65%-20%（即A为0.2-0.7）时，由T引起的Er较小；3）当T=e-1=0.368,即A=0.434时，Er最小。第60页，课件共130页，创作于2023年2月表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，对测定有利

第61页，课件共130页，创作于2023年2月3-3显色反应及其显色条件的选择有机物质官能团强吸收直接测定UV-VIS官能团弱吸收衍生化反应UV-VIS显色反应无机物质通常通过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度332+桔红色max邻二氮菲第62页，课件共130页，创作于2023年2月显色剂的用量M+nR=MRn定量反应实际工作中，作A~cR曲线，寻找适宜cR范围。cRcRcR第63页，课件共130页，创作于2023年2月酸度的选择酸度的影响副反应M+nR=MRnOH-H+存在型体的变化RH=R-

+H+

12生成不同配比的络合物例，磺基水杨酸–Fe3+pH=2~3FeR紫红色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黄色第64页，课件共130页，创作于2023年2月酸度的选择理论计算以作图可得适宜pH范围实际工作中，作A~pH曲线，寻找适宜pH范围。ApHM+nR=MRnOH-H+第65页，课件共130页，创作于2023年2月温度的选择实际工作中，作A~T曲线，寻找适宜反应温度。ATATATATAT反应时间的选择实际工作中，作A~t曲线，寻找适宜反应时间。第66页，课件共130页，创作于2023年2月测量条件的选择选择适当的测量波长

原则：吸收最大，干扰最小，准确度高选择没有吸收干扰、吸光度较大而且峰顶比较平坦的最大吸收波长。

第67页，课件共130页，创作于2023年2月选择适宜空白溶液

I0It参比样品IrI0´I0´Ir参比溶液Ia第68页，课件共130页，创作于2023年2月空白溶液的选择原则：扣除非待测组分的吸收以显色反应为例进行讨论M+R=M-Rmax试液 显色剂溶剂吸光物质参比液组成无吸收无吸收光学透明溶剂基质吸收无吸收吸收不加显色剂的试液无吸收吸收吸收显色剂基质吸收吸收吸收吸收显色剂+试液+待测组分的掩蔽剂若欲测M-R的吸收maxA（样）=A（待测吸光物质）

+

A（干扰）+A（池）A（参比）

=

A（干扰）+A（池）第69页，课件共130页，创作于2023年2月

选择适当的溶剂

紫外-可见光谱一般是在相当稀的溶液(10-2～10-6mol/L)中测定的。在选择溶剂时需注意：

(1)溶质易溶，两者不发生化学作用；(2)具有适当的沸点，在测量过程中溶剂的挥发不至于明显影响样品的浓度；(3)具有适当的透光范围，不影响样品吸收曲线的测定。(4)价廉易得，使用后易回收。第70页，课件共130页，创作于2023年2月第71页，课件共130页，创作于2023年2月第72页，课件共130页，创作于2023年2月一、工作原理及仪器结构框图光源碘钨灯氘灯单色器测量池参比池样品池光电管数据处理和仪器控制光源样品池单色器检测器数据处理仪器控制3-4紫外-可见分光光度计第73页，课件共130页，创作于2023年2月紫外-可见分光光度计组件光源单色器样品池检测器信号输出氢灯，氘灯，185~350nm；卤钨灯，250~2000nm.基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定作用：将复合光色散成单色光棱镜光栅

玻璃，350~2500nm,石英，185~4500nm平面反射光栅玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管（多道分析器）表头、记录仪、屏幕、数字显示二、主要部件第74页，课件共130页，创作于2023年2月1.光源（辐射源）（1）光源的要求：发射强度足够且稳定的连续光谱;光辐射强度随波长的变化小;有足够的使用寿命．钨灯（钨的熔点为3680K）；波长范围：320~2500nm；工作温度：3000K；

Ihv∝

V3~4．（2）白炽光源常用类型：白炽光源与气体放电光源．卤钨灯：在钨灯中加入卤化物提高白炽灯的使用寿命．（3）气体放电光源氢弧灯（氢灯）：波长范围：165~350nm；氢气压力：0.2~5mmHg。氘灯：内充气为氘辐射强度比氢灯强3~5倍。第75页，课件共130页，创作于2023年2月2.

单色器:平面衍射光栅4.检测器：光电管光源碘钨灯氘灯单色器测量池CCD检测器数据处理和仪器控制光二极管阵列检测器（PDA）第76页，课件共130页，创作于2023年2月3.测量池：液池、样品池、比色皿。

吸收池的材料玻璃360nm2.25mm第77页，课件共130页，创作于2023年2月石英200nm2.5mm第78页，课件共130页，创作于2023年2月吸收池的形状波长范围3.使用注意事项容易破碎可拆卸圆形测量池两面透光圆形测量池两面透光1cm长方形测量池两面透光气体测量池两面透光微量测量池两面透光流动测量池两面透光第79页，课件共130页，创作于2023年2月二、分光光度计的类型第80页，课件共130页，创作于2023年2月优点：结构简单、价格低廉．缺点：受光源、检测器的波动影响：不能自动记录吸收光谱。问题：请扼要叙述在非扫描型（单光束）的紫外-可见分光光度计上，人工绘制吸光物质的UV-VIS吸收光谱过程中需要注意的事项。波长增量的选择；改变波长都要用参比溶液调节T=100%；固定光谱通带与仪器参数；选择合适的溶液浓度与参比。1.单光束分光光度计第81页，课件共130页，创作于2023年2月比值光源单色器吸收池检测器显示光束分裂器2.单波长双光束分光光度计第82页，课件共130页，创作于2023年2月优点：能自动记录吸收光谱（自动扫描）；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；是目前用得最多的分光光度计．优点：可以测定较高浓度的样品溶液；可以扣除背景吸收（样品池、浑浊等）；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；导数吸收光谱曲线（=1~2nm)。3.双波长分光光度计双波长动画第83页，课件共130页，创作于2023年2月光源检测器单色器单色器切光器吸收池双波长分光光度计示意图通过切光器使两束不同波长的光交替通过吸收池，测得吸光度差A。AB1和AB2分别为在1和2处的背景吸收，当1和2相近时，背景吸收近似相等。二式相减，得这表明，试样溶液浓度与两个波长处的吸光光差成正比。第84页，课件共130页，创作于2023年2月三、分光光度计的光学性能与校正

性能指标：波长范围；波长准确度与重复性；光度准确度与重复性；分辨率；杂散光。验收新仪器或当光度计使用一段时间后其波长和吸光度将出现漂移，因此需要对其进行校正。波长标度校正：使用镨-钕玻璃（可见光区）和钬玻璃（紫外光区）进行校正。因为二者均有其各自的特征吸收峰。吸光度标度校正：采用K2CrO4标准液校正在25oC时，于不同波长处测定0.04000g/L的KOH溶液（0.05mol/L）的吸光度A，调整光度计使其A达到要求。吸收池的校正：第85页，课件共130页，创作于2023年2月3-5分析方法一、定性分析

1、对比吸收光谱特征数据

第86页，课件共130页，创作于2023年2月2、对比吸收度（或吸收系数）的比值

假设某物质X有两个吸收峰1和2，配制标准溶液和样品溶液，使浓度相同。则：

标准溶液：A1/A2=C，E1/E2=D样品溶液：A1/A2=c，E1/E2=d

★如果两者为同一物质，则C、D理论上应等于c、d

第87页，课件共130页，创作于2023年2月3．对比吸收光谱的一致性同一测定条件下，与标准对照物谱图或标准谱图进行对照比较第88页，课件共130页，创作于2023年2月

二、纯度检查1．杂质检查1）峰位不重叠：

找λ→使主成分无吸收，杂质有吸收→直接考察杂质含量2）峰位重叠：

主成分强吸收，杂质无吸收/弱吸收→与纯品比较，E↓

杂质强吸收>>主成分吸收→与纯品比较，E↑，光谱变形第89页，课件共130页，创作于2023年2月2．杂质限量检测：例：肾上腺素中微量杂质——肾上腺酮含量计算2mg/mL—0.05mol/L的HCl溶液，λ310nm下测定.规定A310≤0.05,即符合要求的杂质限量≤0.06%第90页，课件共130页，创作于2023年2月三、定量分析依据：Lambert-Beer定律

波长选择依据：最大吸收峰无其他杂质干扰的吸收峰不选靠短波长末端的吸收峰

（一）单组分分析1、吸光系数法（绝对法）第91页，课件共130页，创作于2023年2月例：精密称取B12样品25.0mg，用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml，又置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中，于361nm处测定吸光度为0.507，求VB12的百分含量？解:第92页，课件共130页，创作于2023年2月

2.标准曲线法线性回归

(最小二乘法)

第93页，课件共130页，创作于2023年2月第94页，课件共130页，创作于2023年2月3、标准对照法第95页，课件共130页，创作于2023年2月例：维生素B12的含量测定精密吸取B12注射液2.50mL，加水稀释至10.00mL；另配制对照液，精密称定对照品25.00mg，加水稀释至1000mL。在361nm处，用1cm吸收池，分别测定吸光度为0.508和0.518，求B12注射液注射液的浓度以及标示量的百分含量（该B12注射液的标示量为100μg/mL）解:第96页，课件共130页，创作于2023年2月（二）多组分分析

由于吸光度具有加合性，因此可以在同一试样中测定多个组份。1、解线性方程组法第97页，课件共130页，创作于2023年2月步骤：

消除a的影响测b2.双波长法---等吸收点法第98页，课件共130页，创作于2023年2月消去b的影响测a

注：须满足两个基本条件选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大第99页，课件共130页，创作于2023年2月第100页，课件共130页，创作于2023年2月步骤：b曲线上任找一点→λ1另一点→λ2优点：同时将待测组分和干扰组分放大信号K倍，提高了待测组分测定灵敏度abλ1

λ2第101页，课件共130页，创作于2023年2月4.导数光谱法

根据Lambert-Beer定律A=εbc，因仅只有A和ε是波长λ的函数，故对波长λ进行n阶求导后可得第102页，课件共130页，创作于2023年2月随导数阶数的增加，峰形越来越尖锐，因而导数光谱法分辨率高（右图）。吸收峰数为：导数阶数+1，即n+110ppm苯的乙醇液1ppm苯的乙醇液纯乙醇1ppm苯的乙醇溶液，一阶导数光谱基本光谱1ppm苯的乙醇溶液，四阶导数光谱选择性及灵敏度均提高（苯的导数信号）第103页，课件共130页，创作于2023年2月导数光谱中定量数据的测定方法目前应用最广泛的是几何法

①基线法（切线法）：测量相邻两峰（或谷）中间极值到其公切线的距离（t）；②峰谷法：测量相邻峰谷间的距离p；③峰零法：测量极值到零线之间的垂直距离（z）

第104页，课件共130页，创作于2023年2月四、结构分析（一）有机化合物的紫外吸收

1、饱和碳氢

σ→σ*

200nm~400nm无吸收

2、含孤立助色团和生色团的饱和有机化合物

孤立助色团n→σ*吸收峰比σ→σ*长移n→σ*190nm孤立生色团n→π*200nm~400nmε小孤立π→π*150~180nmε大3、共轭烯烃共轭双键π→π*吸收峰长移，ε增加第105页，课件共130页，创作于2023年2月

Woodward-Fieser规则共轭烯烃K带λmax的推算母体基本值开链双烯半环双烯217

异环双烯214同环双烯253

第106页，课件共130页，创作于2023年2月Woodward-Fieser规则估算最大吸收波长的几个实例：四*环外双键：1）环外；2）与环相连；3）共轭第107页，课件共130页，创作于2023年2月λmax的计算第108页，课件共130页，创作于2023年2月λmax=253+4×5+2×5=283nm(实测值=282)异环二烯λ=214nm环外双键λ=5nm烷基取代基λ=3×5nm计算值：λmax

=234nm测定值：λmax

=234nm注意：1）只适用于共轭二、三、四烯，环烯为六元环；2）选择较长共轭体系作为母体；3）交叉共轭体系中，只取一个共轭键。分叉上的双键不算延长双键且选较长共轭体系；4）不适用芳香系统；5）所有取代基（体系中）及环外双键均应考虑在内。第109页，课件共130页，创作于2023年2月若既可取同环又可取异环时，则应取能量最低（波长最长）为母体。

应用举例：母体同环双烯253nm扩展双键22×30=60nm环外双键33×5=15nm烷基取代55×5=25nm

λmax=353nmλmax=114+5M+n(48.0-1.7n)-16.5Rendo-10Rexo*超过四个双键时，使用Fieser-Kuhn规则（半经验）取代烷基共轭双键数环内环外第110页，课件共130页，创作于2023年2月

计算(I)λmax=214+5×3=229nm

(Ⅱ)λmax=214+5×4+5×l=239nm

因此，结构(Ⅱ)是正确的通过对λmax的计算，可以帮助确定未知物的结构：如脱水反应可得产物或实测λmax=242nm第111页，课件共130页，创作于2023年2月4.α,β不饱和醛、酮、酸、酯

双键和羰基未共轭

π→π*200nmn→π280nmπ→π*200左右α，β不饱和醛、酮共轭使π→π*长移至200~260nmε约104

n→π*长移至310~350nmε＜100溶剂极性增加π→π*

长移

n→π*

蓝移α,β不饱和酸、酯羰基碳连有未共用电子对的助色团，使π，π*轨道能级提高，但π轨道提高更大，n轨道能量不变。则：π→π*长移，n→π*短移

n

165nm

n

K

K

R

R

n

第112页，课件共130页，创作于2023年2月α,β不饱和醛、酮K带λmax的推算(Woodard-Fieser规则)

母体基本值

醛类210五元环烯酮202开链或大于五元环烯酮215

增加值同环共轭双烯39扩展共轭双烯30环外双键5

取代基αβγ及以上烷基101218-OH353050-OR353017δ31-SR85-OAc666-Cl1512-Br2530-NR295注:以上计算值仅适合于以95%乙醇为溶剂,若为其它溶剂,需校正。第113页，课件共130页，创作于2023年2月α、β不饱和羰基化合物的溶剂校正值

溶剂校正值水+8甲醇0氯仿-11,4-二氧六环-5

乙醚-7正己烷或环己烷-11注意：1）环上羰基不作为环外双键看待；2）由两个共轭不饱和羰基时，应优先选择λ较大的；3）碳原子编号；(δ)C=C(γ)-(β)C=C(α)-(X)C=O4）溶剂校正。第114页，课件共130页，创作于2023年2月应用举例：母体五元环烯酮202nm扩展双键130环外双键15β烷基取代112γ烷基取代118δ烷基取代118

λmax=285nm第115页，课件共130页，创作于2023年2月母体六元环烯酮215nm扩展双键260环外双键15同环共轭双烯139β烷基取代112γ以上烷基取代354

λmax=385nm第116页，课件共130页，创作于2023年2月α,β-烯酮λ=215nm同环二烯λ=39nm共轭双键λ=30nm环外双键λ=5nmα位烷基取代基λ=10nmδ位烷基取代基λ=18nm计算值：λmax